Influencia de las fluctuaciones diarias del agua en la germinación de las sem...
2005 2006 las gramíneas como bioindicadores del cambio climático en castilla y león
1. EL USO DE LAS AULAS DE INFORMATICA EN LA
ELABORACIÓN DE UN TRABAJO DE CIENCIA TEÓRICA:
Las Gramíneas como bioindicadores del cambio climático en
Castilla y León.
Experiencia didáctica desarrollada en el área de
Ciencias
Clara García Heras
Miembro del equipo
Álvaro López Martín
Miembro del equipo
Luis V. de Benito Aparicio
Profesor de Biología y Geología
2. Los alumnos Clara García Heras, Álvaro López Martín y el profesor Luis V. de Benito
del Departamento de Biología y Geología han sido premiados con una mención
honorífica en los XX premios de investigación pedagógica y experiencias didácticas
convocado por el Ministerio de Educación y Ciencia y el Consejo General de Colegios y
Licenciados en Filosofía y Letras y en Ciencias de España
(www.consejogeneralcdl.es/premios).
El trabajo titulado “El uso de las aulas de informática en la elaboración de un trabajo de
ciencia teórica” trata del uso de las bases de datos disponibles en Internet para averiguar
la distribución de las plantas denominadas Gramíneas C 4. Estas plantas tienen como
cualidades más importantes la sensibilidad que presentan a la variación de la
temperatura y la precipitación, lo cual las hace ser unos excelentes bioindicadores
climáticos. El estudio de su distribución a través de la Red Natura 2000 que engloba a
los espacios naturales protegidos de Castilla y León puede ser de gran utilidad a la hora
de determinar el avance del cambio climático en nuestra región a una escala local.
2
3. EL USO DE LAS AULAS DE INFORMÁTICA EN LA
ELABORACIÓN DE UN TRABAJO DE CIENCIA
TEÓRICA:
Las Gramíneas como bioindicadores del cambio climático en
Castilla y León.
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES.
1. Desarrollar actitudes y hábitos de trabajo asociados al método científico, tales
como: búsqueda exhaustiva de información, capacidad crítica, cuestionamiento de
lo obvio, apertura a nuevas ideas y necesidad de verificación de los hechos.
2. Comprender modelos generales que les permitan tener una visión global y una
formación científica básica.
3. Analizar hipótesis y teorías contrapuestas que permitan desarrollar el pensamiento
crítico.
4. Desarrollar hábitos de observación y descripción esenciales para el trabajo del
naturalista mediante la realización de actividades prácticas .
5. Aproximarse a la concepción del método científico como forma de conocimiento
objetivo.
6. Analizar las estrategias que emplean los científicos cuando realizan investigaciones.
7. Desarrollar hábitos de trabajo y actitudes asociados al método científico para la
resolución de problemas.
8. Practicar destrezas propias del trabajo científico.
9. Conocer sucintamente algunas de las principales técnicas nuevas que emplean
actualmente los investigadores científicos en el ámbito del conocimiento de nuestro
planeta.
10. Fomentar las actitudes científicas encaminadas a mostrar la ciencia como un cuerpo
de conocimientos inacabado y en continuo cambio.
OBJETIVOS ESPECIFICOS.
1. Utilizar el ordenador como una fuente de información y una herramienta para el
desarrollo de un trabajo científico.
2. Apreciar el uso de la biodiversidad como un instrumento a la hora de valorar la
degradación de nuestro medio.
3. Fomentar actitudes de respeto a la naturaleza.
3
4. METODOLOGÍA.
Esta experiencia didáctica, desarrollada en el área de ciencias, tuvo
como destinatarios alumnos de 1º de Bachillerato. Se escogió este nivel por
dos razones: la primera porque el estudio del método científico esta en el
programa de la asignatura y la segunda porque 1º de Bachillerato no tiene la
Selectividad a final de curso lo que permite realizar unas prácticas que en 2º
de Bachillerato, por la densidad de contenidos, sería imposible.
El trabajo muestra dos tipos materiales: en cursiva times new roman
el dirigido al profesor donde se dan los conocimientos teóricos que tiene que
transmitir a los alumnos y en normal arial el material que tiene que trabajar
los alumnos.
4
5. 1.-MATERIAL PARA EL PROFESOR:
Las gramíneas C3 y C4.
Las gramíneas silvestres son unas plantas que suelen pasar desapercibidas,
para la mayoría de las personas, porque carecen de una flor vistosa. Sin
embargo ,hoy día, se les empieza a dar nuevas utilidades por sus buenas
cualidades como bioindicadoras. En este sentido cabe destacar dos tipos de
gramíneas que se diferencia por el tipo de fotosíntesis que realizan. Estas son las
gramíneas C3 y C4
-¿Qué es una gramínea C4 y C3?
De pequeños, en la escuela, nos contaban que las plantas tomaban el “CO 2” del
aire y desprendían oxigeno. Este toma y daca gaseoso tiene su sentido en la economía
natural pues el oxígeno es tan necesario para los animales como el CO 2 para los vegetales.
Este último gas, es de donde las plantas obtienen el carbono con el que fabrican las hojas,
al llegar la primavera, o los jugosos frutos que comemos en otoño. En consecuencia, la
captación del CO2 debe ser un proceso muy importante en la vida de las plantas.
Hoy día sabemos que la sustancia que emplean las plantas, para fijar CO 2,, es una
proteína llamada rubisco. Esta enzima presenta unas características en cuanto a su
funcionamiento (Collazt et al. 1998). Por ejemplo, la cantidad de CO 2 que puede
transformar en moléculas orgánicas esta condicionada por la abundancia de este gas en
las hojas. Cuanto mayor es la cantidad de CO 2 mayor es la producción de moléculas
orgánicas. También conocemos que le afecta mucho la temperatura. Cuando las
temperaturas son elevadas la rubisco tiende a unirse al oxígeno, en vez del al CO 2, por lo
que la producción de moléculas orgánicas disminuye. Este proceso se denomina
fotorrespiración.
con una concentración de CO2 más
elevada que la que hay en la atmósfera.
Esto lo consiguen por que las células de
Estas peculiaridades han motivado la sus hojas poseen una bomba de CO2.
aparición de dos líneas evolutivas en las
plantas que se designan con los nombres
de C3 y C4. Las plantas C3 trabajan con
una concentración CO2 similar a la que
hay en la atmósfera, pues el gas entra
por difusión en el interior de las hojas.
Dado que el oxigeno, en la atmósfera, es
mucho más abundante que el CO 2 el
riesgo de fotorrespiración es elevado y
este tipo de plantas se da en latitudes
cercanas a los polos o a elevadas alturas
donde las bajas temperaturas detienen el
proceso de la fotorrespiración.(Figura 1)
Por otro lado, las plantas C4 trabajan
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6. Figura 1. Sección transversal de la hoja de una
gramínea C3. En ella se puede observar las células
del mesófilo que contienen la enzima rubisco
donde tiene lugar la fotosíntesis. (Tomada de
Watson et al 1992)
.
Figura 2. Sección transversal de la hoja de una
gramínea C4. Las células del mesófilo fijan el CO2
del aire con la intervención de la enzima
fosfoenolpiruvato carboxilasa. El compuesto
orgánico formado viaja hasta las células de la
vaina donde se descompone produciendo CO 2.
Este es nuevamente fijado con la intervención de
la enzima rubisco. (Tomada de Watson et al 1992)
El mecanismo consiste en que todas las células son capaces de tomar CO 2 del aire,
pero a diferencia de las C 3, el gas fijado no va a ser empleado por la célula que lo ha
captado. Este CO2 va a ser transportado hasta otras células, donde la enzima rubisco, lo
empleará en formar moléculas orgánicas. De esta manera se concentra en muy pocas
células el gas tomado por toda la hoja (Figura 2).
Este mecanismo va a permitir producir una gran cantidad de compuestos orgánicos
al estar la enzima rubisco en medio rico en CO 2. Además, la fotorrespiración afecta poco
a este tipo de plantas porque la concentración de O 2 disminuye al aumentar la de CO2.
Una mayor producción de materia orgánica permite, a las plantas C 4, crecer más
deprisa y por lo tanto ser más competitivas a la hora de alcanzar la luz que una C 3.
También va permitir formar antes las semillas y dispersarlas en mayor número. Entonces
¿Por qué existen plantas C3? La explicación es un problema de costes. La fijación del CO 2,
por las plantas C4, tiene un mayor coste energético que las plantas C 3 ya que el transporte
del gas, de las células que lo captan a las que lo consumen, no sale gratis. En los lugares
donde la fotorrespiración no supone un obstáculo, la cantidad de luz que precisan las C 3
para formar una molécula de glucosa es mucho menor que las C 4. Es decir, con menos luz
fabrican más materia orgánica que las C4. No es de extrañar que las plantas C 4 sólo
predominen sobre las C3 en el ecuador y los trópicos dónde la temperatura es elevada
(figura 3).
6
7. Figura 3. Distribución actual de las gramíneas C 3 y
C4. El área correspondiente a las C3 se muestra en
azul, las C4 en rojo y en amarillo las praderas
formadas por ambas.( tomado de Collatz et al.
1998)
Collatz et al (1998), a partir de datos climatológicos, hicieron una estimación para
clasificar el globo en áreas que deberían ser favorables a las C 4 y favorables a las C 3. El
resultado se muestra en la figura 4.
Figura 4. El mapa muestra en rojo las regiones
donde predicen que las gramíneas C4 deben ser
iguales o superiores en competencia a las C 3. Las
áreas blancas son zonas de predominio de las
plantas C3, mientras que las áreas azules
corresponden a regiones donde la falta de
precipitaciones hace imposible el desarrollo de la
vegetación. (Tomado de Collatz et al. 1998)
Que factores que caracterizan el clima, como son la temperatura o las
precipitaciones, condicionen la distribución de las plantas C 3/C4 motivó la idea de que si
estos factores varían como consecuencia del calentamiento global, las plantas podrían ser
utilizadas como testigos a escala local de estos cambios. La fiabilidad de esta hipótesis va
estar ligada al papel que pueden desarrollar, este grupo de plantas, como bioindicadores
de la temperatura y la precipitación.
1.-MATERIAL PARA EL ALUMNO:
7
8. Elaboración de inventarios de gramíneas C3 y C4 en Castilla y León.
Una vez explicado los conceptos básicos los alumnos tendrán que hacer un
inventario de las gramíneas C3 y C4 presentes en las cuadricula indicadas del
mapa de Castilla y León. Para ello aportamos un listado de las plantas
presentes en toda la comunidad, una hoja de inventario y la dirección de la
página web donde tienen que buscar la información sobre las cuadriculas
señaladas del mapa de Castilla y León:
catalogo de gramíneas.
Gramíneas C3 de Castilla Y León Gramíneas C4 de Castilla Y León
Chloridoideae
Aeluropus littoralis (Gouan) Parl.
Crypsis aculeata (L.) Aiton
Crypsis alopecuroides (Piller et
Mitterp.) -Schrader
Crypsis schoenoides (L.) Lam.
Cynodon dactylon (L.) Pers
Eragrostis barrelieri Daveau
Eragrostis cilianensis (All.) F.T.
Hubbard
Eragrostis minor Host
Eragrostis pilosa (L.) Beauv.
Sporobolus indicus (L.) R. Br.
Sporobolus pungens (Schreber) Kunth
Panicoideae
Dichanthium ischaemum (L.) Roberty
Digitaria debilis (Desf.) Willd
Digitaria ischaemum (Schreber) Muhl.
Digitaria sanguinalis (L.) Scop.
Echinochloa colonum (L.) Link
Echinochloa crus-galli (L.) Beau.
Hyparrhenia hirta (L.) Stapf
Imperata cylindrica (L.) Raeuschel
Panicum capillare L.
Panicum miliaceum L.
Paspalum dilatatum Poiret
Paspalum distichum
Paspalum paspalodes (Michx) Scrib
Paspalum vaginatum Swartz
Setaria adhaerens (Forsskal) Chiov
8
10. Aegilops geniculata Roth
Aegilops lorentii Hochst.
Aegilops neglecta Req. ex
Aegilops Bertol.
ovata
Aegilops triuncialis L.
Aegilops ventricosa Tausch
Aeluropus littoralis (Gouan)
Agropyron Parl.
cristatum (L.)
Gaertner
Agrostis alpina Scop.
Agrostis canina L.
Agrostis capillaris L.
Agrostis astellana Boiss. et
Agrostis Reuter Kerg.
curtisii
Agrostis delicatula
Agrostis durieui Boiss. et
Agrostis Reuter ex Willk.
hesperica
Agrostis juressi Link.
Agrostis nebulosa Boiss. et
Agrostis Reuter Willd.
pourretii
Agrostis rupestris All.
Agrostis scheicheri
Agrostis schleicheri Jordan
Agrostis et Verlot L.
stolonifera
Agrostis tenerrima Trin.
Agrostis tileni
Aira caryophyllea L.
Aira cupaniana Guss.
Aira elegantissima
Aira Schur L.
praecox
Aira tenorii Guss.
Aira uniaristata
Airopsis tenella (Cav.) Asch.
Alopecurus et Graebner
aequalis Sobol.
Alopecurus arundinaceus
Alopecurus Poiret
brachystachyus
Alopecurus bulbosus Gouan
Alopecurus geniculatus L.
Alopecurus myosuroides
Alopecurus Hudson L.
pratensis
Anthoxanthum amarum Brot.
Anthoxanthum aristatum Boiss.
Anthoxanthum odoratum L.
Anthoxanthum ovatum Lag.
Antinotoria agrostidea (DC.)
Apera Parl.
interrumpta Beauv.
Apera spica-venti (L.)
Beauv. album (Vahl) W. D.
Arrhenatherum
Arrhenatherum Clayton
elatius (L.) Beauv.
Arundo ex J. et C. Presl.
donax L.
Avellinia michelii (Savi) Parl.
Avena barbata Pott ex
Avena Link L.
fatua
1
11. hoja de inventario
INVENTARIO nº COORDENADAS UTM
altura
Estación:
Altura:
Precipitación:
Temperatura:
Temperatura minima:
GRAMÍNEAS C3 GRAMÍNEAS C4 panicoideae
1.- 1.-
2.- 2.-
3.- 3.-
4.- 4.-
5.-
6.- GRAMÍNEAS C4 chloridoideae
7.- 1.-
8.- 2.-
9.-
RESULTADOS
porcentaje C3
porcentaje C4
porcentaje panicoideae
porcentaje chloridoideae
mapa de castilla y león con las cuadriculas estudiadas.
Todas las floras locales usadas, de la base de datos para este estudio, fueron
incluidas en el análisis si tenían al menos 18 especies de gramíneas y
estuvieran en un área de 100 km 2 (corresponde a una cuadrícula del mapa de
la figura ). Se escogió un número mínimo de especies para evitar los
cuadrantes cuya flora local estuviera excesivamente influenciada por la
presencia o ausencia de una única especie de gramínea.
1
12. Mapa de Castilla y León donde se muestran los cuadrantes de las floras locales utilizadas para
la realización del trabajo. Cada cuadrícula tiene unas dimensiones de 10 por 10 km. El número
hace referencia al inventario.
pagina web: http://www.programanthos.org
Dado la complejidad que supone para los alumnos acceder a la página web para
extraer la información que se les solicita los inventarios se repartieron entre los
grupos de alumnos y cada grupo se encargo de uno. Los resultados de los 14
inventario se ofrecen en el anexo 1.
2.-MATERIAL PARA EL PROFESOR:
1
13. Los bioindicadores.
-¿Qué es un bioindicador?
Un bioindicador es un organismo cuyo grado de presencia en un ecosistema se
encuentra ligado a la variación de una característica del biotopo. Por ejemplo, hay
plantas que abundan más en suelos ácidos que básicos, en sitios fríos que cálidos o en
lugares húmedos que secos. Para ser un buen bioindicador debe existir una estrecha
relación entre el grado de presencia de la planta y la variación de la característica del
medio que queremos medir. Esta relación queda definida por una ecuación matemática
la cual podemos obtener mediante métodos estadísticos. En la naturaleza es poco
frecuente que esta relación se cumpla en el 100% de los casos, normalmente las
muestras que conseguimos en el campo se pueden aproximar más o menos a la función.
El grado de fidelidad de las muestras a la función lo medimos mediante el coeficiente
de correlación (r). Cuando el valor de este es de 1 o –1 las muestras se sitúan sobre la
gráfica que define la ecuación, se trata entonces de un excelente bioindicador. Según se
alejan de los valores de la gráfica y se aproximan a cero, el grado de fidelidad
disminuye y nos esta indicando que es un mal bioindicador (Figura 5).
En el presente trabajo hemos empleado el método de análisis de regresión lineal.
Este procedimiento consiste en tratar de establecer una ecuación de tipo y = A + Bx donde
y es el factor abiótico medido y x es el porcentaje de gramíneas C 3 o C4 presente en un
catálogo. Para determinar el valor de A, valor del término constante; B, valor del
coeficiente de regresión y r, coeficiente de correlación aplicamos las siguientes fórmulas.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 2 4 6 8
y = 10x - 2,1429
r = 0,96724395 Figura 5. El eje de las X representa valores de
pH del suelo y el de las Y número individuos de
una especie de planta por m2
1
14. El papel de las gramíneas C 3 y C4 como bioindicadoras respecto a la temperatura y
la precipitación no es nuevo y cuenta con numerosas referencias en la bibliografía
científica.
-Temperatura.
En este sentido, el trabajo de 1976 de Teeri, J.A .y Stowe, L.G fue pionero en cuantificar
las características ambientales asociadas con la distribución de C 3 y C4 de las gramíneas
de Norteamérica. Ellos mostraron una correlación de r = 0,97 entre el porcentaje de
gramíneas C4 dentro de la flora y la temperatura mínima durante la estación de
crecimiento. Posteriormente dieciséis trabajos (Tabla 1) realizados, por separado, en
praderas de diferentes regiones de la Tierra confirman que la distribución de las
gramíneas C4 esta altamente correlacionada con la temperatura: la temperatura
condiciona la eficiencia fotosintética para tomar CO 2 de las especies C3 y C4. A igualdad de
condiciones las plantas C4 tienden a ser favorecidas sobre las C 3 en climas cálidos y
húmedos por contra las plantas C3 tienden a predominar sobre las C4 en climas fríos.
Tabla 1. Estudios que correlacionan la abundancia de fotosíntesis C 3 y C4 dentro de las gramíneas de
diferentes praderas y la relación entre la abundancia de C3 o C4 y la temperatura. También muestra la
temperatura de transición, representando el punto térmico en el cual las plantas C 4 dominan sobre la
plantas C3. El asterisco indica que la temperatura de transición en la distribución de las plantas C3 /C4 fue
estimado por Rundel (1980); el doble asterisco indica que el calculo fue realizado por Ehleringer (1997)
en la media de las temperaturas máximas de los días de verano. Las líneas indican la ausencia de valores
por no poder calcularse sobre datos fiables (tomada de Ehleringer et al. 1997)
En estos análisis, la temperatura no ha sido cuantificada usando los mismos
parámetros; en algunos casos fue la temperatura mínima durante la estación de
crecimiento, pero en otros fue la temperatura máxima diaria o la temperatura media. La
explicación de por qué la temperatura mínima durante la estación de crecimiento presenta
una correlación mayor que la temperatura máxima se debe a que la temperatura mínima
es normalmente directamente proporcional a la humedad atmosférica y a la precipitación.
En otras palabras, los climas cálidos y secos deben tender a tener temperaturas mínimas
más bajas durante la estación de crecimiento que los climas cálidos y húmedos. Así pues,
mientras que la precipitación es obviamente esencial para el inicio del crecimiento, la
temperatura es un factor determinante en los análisis de regresión que explica más del
90% de la variación de la distribución total de las plantas C 3 y C4 a través de casi todas las
regiones geográficas.
-Precipitación.
1
15. Hartley, en 1958, comunicó que los principales grupos taxonómicos de gramíneas C 4
presentaban una distribución a escala continental siguiendo los gradientes de
precipitación. En aquel momento se sospechaba que la explicación a esta distribución tenía
que deberse a diferencias fisiológicas entre los grupos de plantas. Hartley encontró que la
subfamila Eragrostoideae (= Chloridoideae) se distribuye en áreas más secas que la tribu
Andropogoneae (de la subfamilia de las Panicoideae).
Posteriores trabajos realizados en
distintas regiones del mundo como Asia
central, Australia, Israel, Namibia,
América del Norte y África del Sur
confirmaron esta idea. En este sentido
Taub (2000), a partir de las floras de 32
sitios de EEUU, obtuvo que la
distribución de Panicoideae y
Chloridoideae a lo largo de un gradiente
de precipitación es opuesta. Así, el valor
de correlación para la precipitación
anual, es positiva en Panicoideae ( r =
0.89) es decir, la frecuencia de estas
plantas crece al aumentar las
precipitaciones y negativa en
Chloridoideae ( r = -0.90). (figura.6)
Fig. 6. Relación entre la precipitación anual y el
porcentaje de gramíneas C4 de las subfamilias
Chloridoideae, Panicoideae y Arundinoideae
presente en la flora de 32 lugares de los Estados
Unidos. (Tomado de Taub 2000)
1
16. 2.-MATERIAL PARA EL ALUMNO:
Utilización del método de análisis de regresión lineal: obtención del coeficiente
de correlación (r).
Como hemos visto en el material del profesor los coeficientes de correlación se
obtiene relacionado en una gráfica los porcentajes de gramíneas C 3 y C4 con la
temperatura media o la mínima de la localidad donde se sitúa la flora. Del
mismo modo se relaciona los porcentajes de panicoideae y chloridoideae con
las precipitaciones.
Para que el alumno pueda repetir el mismo proceso se le suministrará los
datos de las estaciones meteorológicas de los cuadrantes donde han realizado
el inventario de la flora. En nuestro caso se limitó el área del cuadrante a 100
km2 para minimizar la variación de los parámetros climáticos presentes dentro
del lugar. Las estaciones meteorológicas están localizadas con una distancia
promedio de 23 km (máximo 55 km) del centro geográfico de su
correspondiente flora local. El promedio en altitud entre la estación y la altitud
de su correspondiente flora local fue de 250 m (máximo 1000 m). Es de reseñar
la falta de observatorios con registros de más de 30 años próximos a las
cuadrículas lo cual explica la diferencia de alturas. Esto se hace más notable
en las zonas de montaña donde los observatorios se sitúan en los valles y las
cuadriculas por su extensión alcanzan las cumbres.
CUADRANTE 1 COORDENADAS UTM 30TVM95
variación altura cuadrante 1300-1900 m
Estación: Quintanar de la Sierra
Altura: 1090 m
P: 973 mm
T: - 9,4º C
m: - 2,8 º C
CUADRANTE 2 COORDENADAS UTM 30TUN65
variación altura cuadrante 1500-2000 m
Estación: Riaño
Altura: 1100 m
P: 1267 mm
T: 8,4º C
m:- 3,3º C
CUADRANTE 3 COORDENADAS UTM 30TUL69
variación altura cuadrante 700-850 m
Estación: Valladolid
Altura: 690 m
P: 373 mm
T: 12º C
m: -0,6º C
1
17. CUADRANTE 4 COORDENADAS UTM 30TUL68
variación altura cuadrante 750-850 m
Estación: Valladolid
Altura: 639
P: 373 mm
T: 12 C
m - 0,6º C
CUADRANTE 5 COORDENADAS UTM 30TUL15
variación altura cuadrante 780-800 m
Estación: Peñaranda de Bracamonte
Altura: 899 m
P: 444 mm
T: 12º C
m: - 0,8º C
CUADRANTE 6 COORDENADAS UTM 29TQF12
variación altura cuadrante 700-800 m
Estación: Ciudad Rodrigo
Altura: 653
P: 547 mm
T : 13,3º C
m: 0,9º C
CUADRANTE 7 COORDENADAS UTM 29TPH80
variación altura cuadrante 520-950 m
Estación: Ponferrada
Altura: 541 m
P: 597 mm
T: 13º C
m: 1,8º C
CUADRANTE 8 COORDENADAS UTM 29TPG95
variación altura cuadrante 920-1100 m
Estación: Puebla de Sanabria
Altura: 960 m
P: 946
T: 10,1º C
m: -1,4º C
CUADRANTE 9 COORDENADAS UTM 29TPF96
variación altura cuadrante 339-672
Estación: Aldeadávila de la Ribera
Altura: 631 m
P: 728 mm
T: 15,9º C
m: 2,4º C
1
18. CUADRANTE 10 COORDENADAS UTM 29TPF84
variación altura cuadrante 350-550 m
Estación: Saucelle (Pno.)
Altura: 528 m
P: 558 mm
T: 17,5º C
m: 5,0º C
CUADRANTE 11 COORDENADAS UTM 29TQH45
variación altura cuadrante 1200-1800 m
Estación: Los Barrios de Luna
Altura: 1033 m
P: 936 mm
T: 10,1º C
m: - 3,0º C
CUADRANTE 12 COORDENADAS UTM 30TWM02
variación altura cuadrante 1050-1300 m
Estación: El Burgo de Osma
Altura: 895 m
P: 551 mm
T: 10,5º C
m: - 3,0º C
CUADRANTE 13 COORDENADAS UTM 30TVL48
variación altura cuadrante 1030-1200 m
Estación: Carbonero el Mayor
Altura: 912 m
P: 455 mm
T: 12,2º C
m: -1,1º C
CUADRANTE 14 COORDENADAS UTM 30TVM92
variación altura cuadrante 1200-2316
Estación: El Burgo de Osma
altura. 895
P: 551 mm
T: 10,5º C
m: -3,0º C
Para las representaciones gráficas y el cálculo del coeficiente de correlación se
empleo las funciones gráficas y estadísticas del Microsoft Office Excel 2003.
1
20. RESULTADOS.
Los resultados obtenidos de relacionar los distintos tipos de gramíneas con las
variables climáticas en forma de coeficientes de correlación se muestran en el
siguiente cuadro:
Tabla 2 % % % % Tabla 2. Coeficiente de
correlación encontrado entre
C3 C4 Panico. Chlorido. las variables climáticas y la
precipitación 0,31 -0,31 0,88 -0,88 composición florística de
anual gramíneas en 14 lugares de
temperatura -0,80 0,80 0,55 -0,22 Castilla y León
media
temperatura -0,92 0,92 0,25 -0,90 A continuación
mínima mostramos los datos de
Taud (2000) sobre la
composición florística y las variables climáticas en 32 lugares de EEUU.
% C3 % C4 % Panico % Chlorido
precipitación 0,89 - 0,90
anual
temperatura 0,35 -0,36
media
temperatura -0,97 0,97 0,48 -0,49
minima
De la comparación de estos datos los alumnos deben sacar las siguientes
conclusiones:
1) la fuerte relación encontrada entre las gramíneas C 3 y C4
y la temperatura mínima. Esta relación, que se manifiesta
en el trabajo de Taud, se vuelve a repetir en Castilla y
León pero con un valor ligeramente menor.
2) De igual manera, se puede ver como la distribución de
las subfamilias de gramíneas, Panicoideae y
Chloridoideae, esta condicionada por la cantidad de
precipitación. Estos resultados coinciden con los
esperados para este grupo de plantas en EEUU.
3) Los dos resultados anteriores capacitan a este tipo de
plantas como unos buenos indicadores de la
precipitación y la temperatura media y mínima: El
porcentaje de plantas C3 aumenta al disminuir la
temperatura media o mínima y el porcentaje de plantas
C4 aumenta en sentido inverso, es decir, al aumentar la
temperatura media o mínima. Con el aumento de las
precipitaciones se incrementa el porcentaje de
Panicoideae y disminuye el de Chloridoideae
produciéndose el fenómeno inverso al disminuir las
precipitaciones.
2
21. DISCUSIÓN.
3.-MATERIAL PARA EL PROFESOR:
La distinción entre Ciencia Básica y Ciencia Aplicada
La ciencia básica tiene por objeto el conocimiento de los procesos naturales,
mientras que la ciencia aplicada usa estos conocimientos con algún fin práctico. La
unidad didáctica que estamos presentando se ha movido hasta ahora en el campo de la
ciencia básica. A partir de este punto trataremos de que los alumnos encuentren una
aplicación de los conocimientos adquiridos.
El cambio climático en Castilla y León.
El clima que afecta a la mayoría del territorio de la Comunidad Autónoma de Castilla y
León (Calonge et al 1987) se ha identificado, a menudo con el frío y los largos inviernos,
sin embargo la aridez estival, le confiere un carácter plenamente mediterráneo. Por el
contrario, en la cordillera Cantábrica y en los montes Galaico-Leoneses el paso de
frecuentes borrascas, que provocan numerosas precipitaciones, reduce la aridez estival
hasta el punto que desaparece la sequía veraniega confiriendo a estas zonas un carácter de
clima Atlántico. Para los fitosociólogos (Rivas-Martínez 1987), científicos que estudian las
comunidades vegetales, los climas pueden ser definidos por fórmulas o índices numéricos
que pueden ayudar a delimitar las zonas de vegetación que se encuentran bajo la
influencia de un determinado clima (regiones bioclimáticas). En el caso del clima
mediterráneo donde la aridez es el elemento más característico, se emplea el índice de
mediterraneidad cuya fórmula es:
I m = ETP junio + julio + agosto / P junio + julio + agosto
Donde ETP es la evapotranspiración potencial (Thornthwaite) de los meses de verano y la
P es la precipitación media del mismo periodo. Si el valor del cociente ETP/P es igual o
menor que 2,5 decimos que no hay influencia climática mediterránea o mediterraneidad o
lo que es lo mismo la localidad se encuentra bajo la influencia del clima atlántico. Si el
valor es superior decimos que la localidad tiene clima mediterráneo.
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22. Figura 11. Mapa de Isoyetas de Castilla y León. Los colores rojo y marrón corresponden a
precipitaciones inferiores a 500mm. Los colores verde, amarillo y azul claro y oscuro a precipitaciones
superiores a 500 mm de lluvia anual. (Tomado de atlas de España)
A su vez, cada región bioclimática se puede dividir en pisos que se suceden en una
serie altitudinal o latitudinal. Estos pisos se definen mediante el índice de termicidad (It)
cuyo valor resulta de la suma en décimas de grado centígrado de T (temperatura media
anual), m (temperatura media de la mínima del mes más frío) y M (temperatura media de
la máxima del mes más frío de año); se expresa como.
I t = (T + m + M).10
Así tenemos que en la región mediterránea distinguimos los siguientes pisos (figura 7):
-Criomediterráneo (m< -7º, T< 4º, It < -30).
-Oromediterráneo (m –7 a –4º, T 4 a 8º, It -30 a 60).
-Supramediterráneo (m –4 a –1º, T 8 a 13º, It 60 a 210).
-Termomediterráneo (m 4º a 10º, T 17 a 19º, I t 350 a 470).
-Mesomediterráneo (m –1 a 4º, T 13 a 17º, I t 210 a 350).
-Inframediterráneo (m > 10º, T > 19º, It 350 a 470).
Y en la región Eurosiberiana:
-Alpino (m < -8º, T < 3º, It < -50).
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23. -Subalpino (m –8º a –4º, T 3 a 6º, It –50 -a 50)
-Montano ( m –4º a 0º, T 6 a 10º , I t 50 a 180)
-Colino ( m >0º, T > 10º, It > 180)
Figura 7. Mapa de Castilla y León donde se muestran las regiones bioclimáticas y sus pisos. (Modificado de
Rivas-Martínez 1987
Del Río (2005), en base a las tendencias observadas en la evolución de las precipitaciones
y temperaturas medias mensuales durante el periodo 1961-1997 en Castilla y León, estima
que para el 2075 se producirá:
(1) Una oceanización del clima motivada principalmente por el incremento de las
precipitaciones en la época estival. Aunque el volumen anual de precipitaciones esta
disminuyendo a razón de 0,91 Mm/año. El efecto sobre la vegetación se manifestará
en un retroceso de las áreas mediterráneas a favor de la región eurosiberiana en la
zonas limítrofes tanto altitudinales como latitudinales aproximadamente a razón de
entre 100 y 200 metros cada 25 años, notar que en la figura 7 cada cuadrícula
equivale a un área de 10 por 10 kilómetros.
(2) (2) Respecto a la temperatura, la tendencia actual, en la región, es el incremento de
0,1ºC /10 años. Estima que el incremento observado en la temperatura media anual se
debe a una suavización de la temperatura invernal y no a un aumento notable de las
temperaturas estivales. Los pisos de vegetación se verían afectados produciéndose una
disminución del área del piso crio- y oromediterráneo por los pisos inferiores cuyos
límites ascenderían. Un proceso similar ocurriría en los pisos de la región
eurosiberiana
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24. 3.-MATERIAL PARA EL ALUMNO:
La distinción entre Ciencia Básica y Ciencia Aplicada.
La red natura 2000 comprende un conjunto de espacios: parques
nacionales, monumentos naturales que por su interés biológico, geológico o
paisajístico requieren de una protección especial. Estos lugares pueden servir
como “termómetros” del cambio climático en nuestra comunidad. Para que
nuestros alumnos lleguen a esta conclusión le suministraremos el siguiente
material:
mapa de la red natura 2000 en nuestra comunidad.
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25. Les pedimos que escogieran tres espacios del mapa de la red natura
2000 que fueran coincidentes con algunos de los cuadrantes estudiados. Por
ejemplo Fuentes Carrionas (cuadrante 2), Arribes del Duero (cuadrante10) y
Tierra de Campiñas (cuadrante 5).
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26. A continuación les expusimos las ideas sobre el cambio climático en
Castilla y León y les pedimos que hicieran una estimación de cómo creen ellos
que cambiaria la vegetación de estas plantas si aumenta la temperatura y
dismuye ligeramente la precipitación. Por ejemplo:
Arribes del Duero al disminuir las precipitaciones y aumentar las temperaturas
se producirá un retroceso de las gramíneas C 3 y un aumento de las C4.
Fuentes Carrionas al aumentar la temperatura en una región de clima
atlántico probablemente se incremente las gramíneas de tipo C 4 Panicoideae
que requieren calor y humedad.
Tierra de Campiñas al disminuir las precipitaciones en una región con lluvias
de por si escasas es probable que aumente las gramíneas de tipo C 4
Chloridoideae.
Terminamos esta unidad preguntándoles si es posible hacer estas
medidas en un medio degradado con poca biodiversidad a lo que contestaron
que no. En consecuencia se hace necesario proteger estos espacios no solo
moralmente para que las generaciones venideras puedan disfrutar de un
ambiente sano, sino también por nuestro propio interés personal a la hora de
disponer de una herramienta con la que medir el cambio que viene.
bibliografía consultada.
Calonge G, Cabero V, Cascos C (1987) Geografía de Castilla y León. Ed. Ámbito.
Colazt J, Berry JA, Clark JS (1998) Effects of climate and atmospheric CO 2 partial pressure
on the global distribution of C4 grasses: present, past and future. Oecológica 114:441-454.
Del Río González S (2005) El cambio climático y su influencia en la vegetación de Castilla
Y León (España). Itinera Geobotánica 16: 5-534
Ehleringer JR, Cerling TE, Helliker BR (1977) C 4 photosynthesis, atmospheric CO 2, and
climate. Oecologia 112: 285-299
Hartley, W (1958b) Studies on the origin, evolution and distribution of the Gramineae I.
The tribe Paniceae. Australian Journal of Botany 6: 343-357
Rivas-Martínez S (1987) Memoria del mapa de series de vegetación de España 1:400.000.
Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación
Taud, DR (2000) Climate and the U.S. distribution of C 4 grass subfamilies and
decarboxylation variants of C4 photosynthesis. American Journal of Botany 87(8): 1211-
1215
Teeri JA, Stowe LG (1976) Climatic patterns and the distribution of C 4 grasses in North
America. Oecologia 23: 1-12
2
27. Watson L, Dallwitz MJ (1992) Grass Genera of the Worl” http://biodiversity.uno.edu/delta/
Atlas de España. El Pais/Aguilar.1993
http://www.programanthos.org
2
44. INVENTARIO 13 COORDENADAS UTM 30TVL48
altura 1030-1200 m
Estación: Carbonero el Mayor
Altura: 912 m
Im: 5,3
It: 172 piso supramediterráneo
P: 455 mm
T: 12,2º C
m: -1,1º C
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